[發明專利]一種蒸發器、冷凝器和散熱裝置

在審

• 申請號: 202010839659.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114076531A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 張俊楠;孫國順;宮海光;惠曉衛
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉金玲

本申請提供了一種蒸發器、冷凝器和散熱裝置，其中，散熱裝置包括蒸發器和冷凝器，蒸發器的第一支撐結構包括多個第一流道，還包括連通多個第一流道的第一連通道，以實現蒸發器內的蒸汽快速排出蒸發器，以及冷凝液的均勻分布，減少冷凝液蒸干的情況，提高蒸發器的換熱效果和均溫性。冷凝器的第二支撐結構包括多個第二流道，還包括連通多個第二流道的第二連通道，以實現冷凝器內的蒸汽的均勻分布，以及使冷凝液快速排出冷凝器，減少冷凝液形成的熱阻，提高冷凝器的換熱效果。

技術領域

本申請涉及散熱技術領域，尤其涉及到一種蒸發器、冷凝器和散熱裝置。

背景技術

隨著人們對計算能力的需求逐漸增加，服務器、交換機等信息通信設備的芯片功耗日漸提升，這對用于為芯片進行散熱的散熱器散熱能力提出了更高的要求。此外，設備小型化和緊湊化的需求限制了芯片本體的散熱器的空間，導致芯片本體的散熱器的散熱面積不足。因此，利用兩相工質均溫，將熱量帶到遠端空間散出的方式逐漸普及，也就是拉遠散熱方案。

LTS(loop thermosyphon)是一種高效的拉遠散熱方案，LTS通過氣液兩相工質的密度差形成壓力差，以驅動工質在內部形成循環，利用兩相工質的潛熱將芯片發出的熱量帶出。通常LTS的結構包括蒸發器和冷凝器。蒸發器與熱源直接接觸，液相工質受熱后在沸騰作用下轉變為蒸汽，并吸收熱源的熱量。之后，蒸汽運動到冷凝器中，冷凝器通常處于較低溫度的環境中，例如處于冷風、冷水等環境中，蒸汽在冷凝器中受冷凝結為液相工質，將氣化吸收的熱量放出，達到拉遠散熱的目的。冷凝后的液相工質在重力作用下通過冷凝液管流回蒸發器中進行下一循環。蒸發器和冷凝器內部涉及復雜的相變和兩相流動問題，因此其結構設計的好壞對LTS散熱器的最終性能表現至關重要。

發明內容

本申請提供了一種蒸發器、冷凝器和散熱裝置，以實現蒸發器和冷凝器內的蒸汽和冷凝液的流量的合理分配，提高散熱裝置的換熱效率。

第一方面，本申請提供了一種蒸發器，該蒸發器包括第一殼體以及設置于第一殼體內的第一支撐結構。具體的，上述第一殼體具有第一腔體，第一支撐結構設置于第一腔體內。第一殼體還包括與第一腔體連通的出汽口和回液口。第一支撐結構具有多個第一流道，該第一流道與出汽口和回液口連通，以使冷凝液從回液口進入到第一流道，在第一流道內朝向熱源面的一側，吸收熱源的熱量氣化成蒸汽，蒸汽從出汽口排除蒸發器。第一支撐結構既作為加強蒸發器強度的加強結構，又形成了第一流道，且第一流道的壁面也可以作為換熱面，因此第一支撐結構實現了增加蒸發器結構強度、氣液分流以及強化換熱的作用。該蒸發器包括連通多個第一流道的第一連通道，從而可以在各個第一流道之間實現蒸汽和/或冷凝液的流量的合理分配，使各個第一流道內的蒸汽和冷凝液較為均勻，防止流道出現蒸干的情況，或者蒸汽太多難以排出的情況，可以提高蒸發器的散熱效果。

具體設置上述第一連通道時，可以使第一連通道連通全部的第一流道，以使各個第一流道內的蒸汽或者冷凝液都能夠相互流通，以提高第一流道內的蒸汽和冷凝液流量分配的合理性。

上述第一連通道可以包括位于第一支撐結構的底部、頂部或者中部的連通道，上述底部、頂部和中部使以蒸發器在使用狀態下的方向為例。本申請不做具體限制。一種技術方案中，第一連通槽包括出汽連通槽，該出汽連通槽位于第一支撐結構背離熱源面一側，該熱源面指的是蒸發器工作時與熱源相接觸的區域，也就是蒸發器在使用狀態下時，出汽連通槽位于第一支撐結構的頂部。此外，上述出汽連通槽還與出汽口連通，蒸發器工作時，各個第一流道都可能有冷凝液氣化形成蒸汽，則蒸汽可以流動至出汽連通槽內，并經過出汽連通槽快速的從出汽口排出蒸發器。該方案中，蒸汽流動的距離較短，蒸汽的流動阻力較小，可以快速排出蒸發器，提高蒸發器的蒸發效率，進而提高蒸發器的換熱效率和對發熱器件的散熱效果。

具體設置出汽連通槽時，可以使出汽連通槽在第一殼體具有出汽口一側的表面的垂直投影，完全覆蓋出汽口在上述第一殼體具有出汽口一側的表面的垂直投影，也就是說，出汽口完全與出汽連通槽連通。該方案可以使蒸汽從第一流道流至出汽連通槽，在出汽連通槽內流動后直接從出汽口排出蒸發器，以提高這功能區從蒸發器內的排出速度。